Для пациентов механизм действия лекарств прост и понятен: принял таблетку — и голова болеть перестала. А для фармакологов судьба препаратов в организме — непрекращающаяся головная боль. Около ста лет назад великий химик и микробиолог Пауль Эрлих назвал «волшебной пулей» лекарства, которые когда-нибудь смогут без побочных эффектов уничтожать только патогенные бактерии или больные клетки. Этот идеал до сих пор остается мечтой, но мечта все же становится более реалистичной.
Желатиновые капсулы или оболочки таблеток могут защитить лекарственные вещества от соляной кислоты в желудке, пищеварительных ферментов и других химически активных веществ. Но в клетки кишечника препарат всасывается в виде беззащитных перед очередными ферментами молекул. В крови (в том числе при внутривенном введении) на него могут наброситься антитела и другие белки. Потом лекарство попадает в печень, главная задача которой — разрушать все чужеродные вещества, и в почки, которые выводят их из организма. В результате не только меняется концентрация препарата в расчете на килограмм веса пациента, но и само действующее вещество после множества химических реакций может превратиться в нечто бесполезное и даже вредное.
Когда то, что осталось от 0,5 г или 0,001 мг препарата, входившего в состав таблетки, наконец добирается до внутренних органов, возникает новая проблема. Лекарство поступает во все клетки организма, а не только в больные, и таблетка, например, «от головы» действует также на сердце, печень, легкие — и далее по анатомическому атласу. И чем более сильнодействующим является препарат, тем больше для него справедлива пословица «одно лечим, другое калечим». Особенно остро эта проблема стоит в онкологии: там применяют настолько токсичные вещества, что врачам приходится балансировать на лезвии бритвы, чтобы уничтожить опухоль и при этом не убить пациента.
Липосома в процессе слияния с клеточной мембраной (компьютерная модель)
Оболочка и система наведения
Первым шагом в деле доставки лекарств точно «по адресу», в больной орган, стало открытие в 1960-х годах липосом. Липосомы состоят из жироподобных веществ — фосфолипидов или других молекул, имеющих гидрофильную «головку» и гидрофобный «хвост». В водном растворе эти молекулы сами собой собираются в двухслойные шарики, как будто занимают круговую оборону. А внутренность шарика заполняет растворенное в воде лекарственное вещество. Для защиты липосом от преждевременного разрушения используют своего рода стелс-технологии: шарики покрывают слоем полиэтиленгликоля — инертного вещества, которое делает микрочастицы невидимыми для иммунной системы. Такие микросферы защищают препарат от ферментов на пути к клетке и не позволяют ему раствориться в крови или межтканевой жидкости. Это особенно важно для токсичных веществ — их общее негативное действие на организм заметно снижается. При контакте с мембраной клетки липосома сливается с ней, высвобождая действующее вещество. Вот только отличить больную клетку от здоровой липосома сама по себе не может.